研究目的
重新研究g-C3N4/TiO2的结构和光催化性能，并评估通过尿素煅烧对TiO2进行表面改性作为制备"太阳能"光催化剂方法的有效性。
研究成果
研究表明，虽然g-C3N4/TiO2纳米复合光催化剂在可见光照射下的光催化活性远高于单一组分对应物，但在太阳光和紫外光照射下未发现显著提升。光催化活性的下降归因于界面电荷载流子转移导致的氧化还原电位降低及表面性质改变。该研究强调，在开发高效太阳能光催化剂时，需平衡其在可见光与紫外光区域的光催化活性。
研究不足
该研究强调了实验中的技术和应用限制，包括g-C3N4与TiO2之间界面电荷载流子转移导致的氧化还原电位下降，以及疏水性聚合物g-C3N4修饰TiO2表面引起的表面性质变化。研究还指出可见光活性光催化剂与太阳能光催化剂之间的不相容性，表明需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择
该研究通过将尿素与赢创Aeroxide P-25二氧化钛（P25）机械混合物在350至500摄氏度范围内煅烧，合成g-C3N4/TiO2纳米杂化材料。采用多种表征技术分析所得纳米复合材料的晶相结构、微观结构和光学性能。
2：样品选择与数据来源
样品制备过程为：在玛瑙研钵中研磨赢创Aeroxide? TiO2 P-25与尿素，随后在指定温度下煅烧。光催化性能评价以亚甲基蓝（MB）和六价铬（Cr(VI)）作为探针污染物，在不同光照条件下进行。
3：实验设备与材料清单
设备包括用于热重分析的SDT Q600 V8.0 Build 95热分析仪、布鲁克D8 Advance X射线衍射仪（XRD）、蔡司Supra 40场发射扫描电子显微镜（SEM）和日本电子JEM-2010透射电子显微镜（TEM）用于形貌与微观结构观察、麦克默瑞提克ASAP 2020比表面积分析仪用于氮气吸附-脱附等温线测试、紫外-可见-近红外扫描分光光度计用于紫外-可见漫反射光谱（DRS）、荧光光谱仪用于光致发光（PL）发射光谱、以及克拉斯托AXIS Ultra DLD X射线光电子能谱仪（XPS）进行XPS测量。
4：实验流程与操作步骤
光催化活性评价在多通道光反应器中进行，通过测量不同光照条件下探针分子或离子的降解速率实现。污染物浓度通过定时采集的紫外-可见吸收光谱进行监测。
5：数据分析方法
光催化降解动力学遵循一级反应规律，计算表观反应速率常数。数据分析涉及使用XPSPEAK 4.1软件进行XPS峰面积拟合与峰分解，以及借助MAUD程序采用Rietveld精修技术处理XRD图谱。
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Bruker D8 Advance X-ray diffractometer
D8 Advance
Bruker
Used for powder wide-angle XRD measurement.
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Zeiss Supra 40 field-effect scanning electron microscope
Supra 40
Zeiss
Used for observing the morphology and microstructure of mesoporous spheres.
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JEOL JEM-2010 transmission electron microscope
JEM-2010
JEOL
Used for observing the morphology and microstructure of mesoporous spheres.
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UV-Vis-NIR scanning spectrophotometer
UV-3101 PC
Shimadzu
Used for recording UV-Vis diffuse reflectance spectra (DRS).
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Fluorescence spectrometer
F-4600
HITACHI
Used for recording solid-state PL emission spectra.
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Kratos AXIS Ultra DLD X-ray photoelectron spectrometer
AXIS Ultra DLD
Kratos
Used for X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements.
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Evonik Aeroxide? TiO2 P-25
P-25
Evonik
Used as a photocatalyst in the study.
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SDT Q600 V8.0 Build 95 thermoanalytical apparatus
SDT Q600 V8.0 Build 95
Used for thermogravimetric analysis (TGA).
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Micromeritics ASAP 2020 surface area
ASAP 2020
Micromeritics
Used for obtaining N2 adsorption-desorption isotherms.
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Multichannel photoreactor
PCX-50B Discover
Perfectlight
Used for evaluating the photocatalytic activity of the synthesized photocatalysts.
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300-W Xe lamp
CEL–S500
Aulight
Used for simulated solar illumination (AM 1.5G).
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UV-visible spectrophotometer
UV-1800
Macy
Used for monitoring the concentration variation of molecules or ions left in the suspension.
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